基于SOLIDWORKS的闹钟后壳注塑模设计.doc

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1、目 录1 绪论11.1 模具在加工工业中的地位11.2注塑模的发展现状11.3 Solidworks软件在注塑模具设计中的应用2 塑件的工艺分析22.1 塑件成型工艺分析22.2 闹钟后盖原料（ABS）的成型特性与工艺参数3 注塑设备的选择43.1 估算塑件体积43.2 选择注射机43.3 模架的选定53.4 注射机参数校核53.4.1 最大注射压力的校核53.4.2 最大注塑量的校核53.4.3 锁模力校核63.4.4 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核63.4.5 开模行程校核6 塑料件的工艺尺寸的计算64.1 型腔的径向尺寸74.2 型芯的计算74.3 模具型腔壁厚的计算8 浇注系统的设计

2、85.1 主流道设计95.2 冷料井设计95.3 分流道设计95.4 浇口选择116 分型面的选择127 合模导向机构的设计138 脱模机构的设计149 温度调节系统的设计149.1 模具冷却系统的设计159.2 模具加热系统的设计1610 模 具 的 装 配1610.1 模具的装配顺序1610.2 开模过程分析1711 结论18致谢18参考文献191 绪论1.1 模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。对模具的全面要求是：能生

3、产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证

4、制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展。1.2注塑模的发展现状注射成型技术作为塑料加工成型方法中重要的方法之一，已经得到相当

5、广泛的应用。据统计，注塑制品约占整个塑料制品的2030，而在工程塑料中有80以上的制品是采用注塑成型加工的。但随着塑料制品应用的日益广泛，不同的领域对塑料制品的开头精度、功能成本等方面提出了很多更高的要求，因此在传统注塑成型技术的基础上，又发展了许多特殊的新兴注塑成型技术，如低压注射成型、熔芯射击成型、装配注射成型、磁场定向注射成型、单色多模注射成型、气体辅助注射成型、薄壳注射成型技术等。因此必须改变注塑模具的设计和制造体系，才能够满足成型要求。另外，随着微机电系统产业的进展，微细型注塑模具设计与制造技术的研究近年来得到了人们的重视，随着MEMs产业化的进程，微注塑成型技术有着巨大的潜力和发展

6、空间。微型注塑成型通常用于医疗、电信、计算机、电气等领域，医疗和电子器械越来越小型化，因此对人们希望制件可以做得越来越小。微型注塑成型有许多优点，如工模具的成本可以更低，而且原料的成本也大大的降低，研究适合微型注塑模具和微型注塑机的成型理论和制造方法，寻找和研制适合微型塑料制件生产的塑料原料，以及开发相应的检测仪器设备，已经成为目前国内外的研究热点在当前先进制造技术对注塑模具制造产生了重大的影响，反过来，注塑成型新技术的产生与发展也对制造技术不断提出了新的要求。将信息技术与现代管理技术应用于制造全过程，未来注塑模制造将是以计算机辅助技术为主导技术，以信息流畅作为首要备件的有极强应变能力与竞争力

7、的技术15。1.3 Solidworks软件在注塑模具设计中的应用通过对Solidworks软件及其插件的运用可以把工作人员从重复的劳动中解脱出来，更好的投入到设计中去，从而充分发挥计算机和设计人员各自的优势。IMOLD是应用于Solidworks中的一个第三方插件，专门用于对注塑模的三维设计工作。它完全集成于Solidworks的界面中，成为一个造型设计的整体，模具设计者通过它可以在一个装配方案中进行包括设计方案管理，模具设计过程，加工和模具装配的整个处理过程。它无缝集成的特点使得用户在工作时不需要离开Solidworks软件或使用其他软件。IMOLD提供的一整套功能对模具设计者来说是不可缺

8、少的。他们将帮助经验丰富的设计者减少产品从设计到完成的时间，从而大幅度提高生产率。它的界面具有直观，友好并且具有互动性，这使的软件的学习和使用成为一件愉快的事，减少了学习和使用过程中的弯路。同时它的设计过程和方法所包含的设计理论对模具初学者也具有极强的指导意义14。 塑件的工艺分析2.1 塑件成型工艺分析闹钟后盖的形状较复杂（如图2.1所示），带有很多不同形状的孔，保证孔间距和孔的形状给模具的加工带了很大的难度。闹钟后盖的注塑材料首先选用ABS，闹钟的后盖绝大部分决定了闹钟的重心的位置的所在。所以我们必须很好的处理后盖壁厚的均匀，譬如在注塑成型过程中因为壁厚的不均匀造成了收缩率的不一致，这样就

9、只能通 图2.1闹钟后盖 过有效的控制模具温度来调节收缩率。由于闹钟后盖的主体作用是起固定作用，它的内部结构就相应的给注塑带来了一定的难度。由于螺钉孔的壁厚相对后盖壁厚有一定的差距，势必会在注塑的时候到来很大的牛顿减力，造成塑件填充不满的缺陷，可以考虑采用双浇口，但可能会给闹钟后盖的表面带来更多的熔接痕和气孔。也可以利用模具的可靠的精度来定位，但是这样的话成本太高，而且易造成模具损坏。因为考虑到凹凸模形状的复杂，用整体形式是不利于损坏后的维修，适当的使用嵌件就可以解决这些问题，但不能利用过多的嵌件，不然的话就会造成型腔的强度与刚度不够13。2.2 闹钟后盖原料（ABS）的成型特性与工艺参数AB

10、S树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。性能指标如表2.1：表2.1 ABS塑料主要的性能指标密度(Kg.dm-3) 1.131.14收缩率（%） 0.3-0.8熔 点() 130-160热变形温度(45N/cm) 65-98弯曲强度(Mpa ) 80拉伸强度(Mpa) 35-49拉伸弹性模量(Gpa) 1.8弯曲弹性模量(Gpa) 1

11、.4压缩强度(Mpa) 18-39缺口冲击强度(kJ/) 11-29硬 度(HR) R62-86体积电阻系数(cm) 1013击穿电压 (Kv.mm-1) 15介电常数60Hz确定制订各种塑料的注射成型工艺条件，即使选定性能良好的注射机，合理的温度（包括料筒，喷嘴，和模具的温度），注射压力和成型时间等，以保证塑件的成型精度和质量。ABS的注射成型工艺参数如表2.2所示1： 表2.2 ABS的注射成型工艺参数注塑机类型螺杆式喷嘴形式通用式料筒一区150170料筒二区180190料筒三区200210喷嘴温度180190模具温度5070注塑压60100Mpa保压4060Mpa注塑时间25h保压时间5

12、10h冷却时间515h周期1530h后处理红外线烘箱温度70 注塑设备的选择3.1 估算塑件体积估算塑件体积和质量：该产品材料为ABS，其密度为1.13-1.14g/cm3，计算其平均密度为1.135 g/cm3，平均收缩率为0.55。通过估算零件的体积为7 cm3。另预置浇道凝料为2 cm3，因此估算塑件体积为9 cm3。3.2 选择注射机根据塑料制品的体积或质量，可选定注塑机型号为SZ-40/25（查模具结构形式与应用手册），注塑机的参数如表3.1所示：3.1 注射机的主要参数注塑机最大注塑量40cm3注塑压力200/Mpa注塑速率50(g/s)塑化能力 20(Kg/h)锁模力2500KN

13、注塑机拉行间距250250mm顶出行程55mm最小模厚130mm最大模厚220mm模板行程230mm注塑机定位孔直径55mm喷嘴球半径SR10 3.3 模架的选定根据塑件选定模架为：S2030BI353570。见图3.1：图3.1 塑件的模架3.4 注射机参数校核3.4.1 最大注射压力的校核闹钟后盖所需注射为60-100MPa，而所选注射机压力为200 MPa，所以注射压力符合要求。3.4.2 最大注塑量的校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80%。所以选用的注塑机最大注塑量应满足： (3-1)式中：V机

14、注塑机的最大注塑量，40cm3 ， V塑塑件的体积，该产品V塑18cm3， V浇浇注系统体积，该产品V浇2cm3，故 V机（18+4）cm3。3.4.3 锁模力校核注射机的额定锁模力应大于塑件成形所需的压力，其关系按下式校核: (3-2)式中： p熔融型料在型腔内的压力， F锁注塑机的额定锁模力。 故F锁pA=200Mpa4641 mm3， 选定的注塑机的压力为2500KN，满足要求。3.4.4 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核A 模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合模具长模具宽拉杆面积 B模具闭合高度校核：Hmin注塑机允许最小模厚=130mm，Hmax注塑机允许最大模厚=

15、220mm，H模具闭合高度=180mm，故满足HmaxHHmin。3.4.5 开模行程校核 注塑机的最大行程与模具厚度有关（如全液压合模机构的注塑机），故注塑机的开模行程应满足下式： （3-3） S机注塑机最大开模行程，230mm; H1顶出距离，16mm；H2包括浇注系统在内的塑件高度，52mm;因为本模具的浇注系统和塑件的特殊关系，浇注系统和塑件的高度就已经包括了顶出距离。经计算满足条件 塑料件的工艺尺寸的计算所谓工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸（包括矩形和型芯的长和宽），型腔深度和型芯高度和尺寸。由于闹钟后盖须与前盖配合，所以只有闹钟后盖的边缘的榫才

16、起着配合决定性的作用，还有闹钟后盖与电池盖的配合，故需要计算相对于榫和铰链的凹，凸模的尺寸，凹、凸模型腔尺寸则直接按产品尺寸确定。因 ABS的成型收缩率为0.40.7%,所以平均收缩率取S=0.5%4.1 型腔的径向尺寸 （4-1）其中LM为型腔的基本尺寸公差值为正偏差，Ls塑件的基本尺寸。塑件公差为负偏差，S为塑料的平均收缩率，z为模具成型零件的制造公差取1/41/6，模具型腔按六级精度制造，根据型腔的尺寸，代入数据得：1） Ls=81mm . 经计算得：LM=79.440+0.32mm;2) Ls=1mm . 经计算得：LM=0.79550+0.07mm;3) Ls=5.5mm . 经计算

17、得：LM=5.3250+0.085mm;4) Ls=1.8mm . 经计算得：LM=1.5990+0.07mm;5) Ls=10mm . 经计算得：LM=9.780+0.1mm;6) Ls=7mm . 经计算得：LM=6.750+0.1mm;7) Ls=2mm . 经计算得：LM=1.8060+0.07mm;8) Ls=3mm . 经计算得：LM=2.8140+0.07mm;9) Ls=4mm . 经计算得：LM=3.7770+0.085mm;10) Ls=6mm . 经计算得：LM=5.7930+0.085mm;11) Ls=8mm . 经计算得：LM=7.7640+0.0.1mm;12)

18、Ls=16mm . 经计算得：LM=15.7230+0.14mm;13) Ls=12mm . 经计算得：LM=11.7960+0.01mm4.2 型芯的计算() 芯径向尺寸的计算： （4-2）其各字母的含义与前相同，型芯按六级精度制造，根据型芯的基本尺寸，代入数据得：1） Ls=81mm经计算得：LM=82.4050-0.32mm;2） Ls=1mm经计算得：LM=1.2150-0.07mm;3) Ls=5.5mm经计算得：LM=5.7450-0.085mm;4） Ls=1.8mm经计算得：LM=2.0190-0.07mm;5) Ls=10mm . 经计算得：LM=10.480-0.1mm6)

19、 Ls=7mm . 经计算得：LM=7.4080-0.1mm;7) Ls=2mm . 经计算得：LM=2.2260-0.07mm;8) Ls=3mm . 经计算得：LM=3.2340-0.07mm;9) Ls=4mm . 经计算得：LM=4.2770-0.085mm;10) Ls=6mm . 经计算得：LM=6.3030-0.1mm;11) Ls=8mm . 经计算得：LM=8.3640-0.1mm;12) Ls=16mm . 经计算得：LM=16.5330-0.14mm;13) Ls=12mm . 经计算得：LM=12.3960-0.1mm;() 型芯高度尺寸的计算：, (4-3)按六级精度

20、制造 Hs=15mm 经计算得： HM=15.4870-0.13mm。 4.3 模具型腔壁厚的计算 如果是利用计算公式的话比较烦琐，且不能保证在生产中的精确性，我们可以根据书中的经验值来选择成型零件材料。为实现高性能的目的，选用模具材料应具有高耐磨性，高耐蚀睡，良好的稳定性和良好的导热性。必须具有一定的强度，表面需要耐磨，淬火变型要小，但不需要耐腐蚀性，因为ABS没有腐蚀性。可以采用Cr12，经过调质，淬火加低温回火，正火。HRC55。可以计算型腔壁厚为：0.20L+17=33。 浇注系统的设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，可以才用一模

21、两腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下原则：(1)型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。(2)型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。(3)系统流道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。(4)对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。(5)满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。(6)浇口位置要适当，尽量避免冲

22、击嵌件和细小型芯，以防止型芯变形，而浇口的残痕也不影响塑件的外观。5.1 主流道设计主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动减断。采用带直流道与分流道的潜伏式点浇口，为了方便于拉出流道中的凝料，将主流道

23、设计成锥形，锥度为3，内表面的粗糙度为Ra0.8微米,孔径为0.5毫米。主流道的设计要点如下：(1)为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形，因ABS的流动性为中性，故其锥度取3度，过大会造成流速减慢，易成涡流，内壁粗糙度为R0.8um。(2)主流道大端呈圆角，其半径取r=13mm,以减少流速转向过渡的阻力，r=1.5mm.(3)在保证塑件成形良好的情况下，主流道的长度应尽量短，否则会使主流道的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多影响注射成形。(4)为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其

24、半径为r2=r1+(12),其小端直径D=d+(0.51),凹坑深度常取34mm。在此模具中取r2=1112mm。(5)由于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理，其大端兼作定位环，圆盘凸出定模端面的长度H=510mm。同时因该闹钟后盖采用ABS，需加热，所以在主流道处采用电加热以提高料温。5.2 冷料井设计冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是接受料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料井的直径宜大于大端直径，长度约为主流道大端直径。基

25、于本次设计的模具，可采用底部带有拉料杆的冷料井，这类冷料井的底部由一个拉料杆构成。拉料杆装于型芯固定板上，因此它不能随脱模机构运动。利用球头形的拉料杆配合冷料井。5.3 分流道设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积），塑料熔体的温度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。（1）分流道设计要点：1）在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流

26、道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。2）分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。对于此模来说在分流道上不须开设冷料井。3）分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，定模板上，合模后形成分流道截面形状。4）分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。（2）分流道的长度分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从在输送熔料时减少压力损失，热量损失和减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。（3） 分流道的断面分流道的断面尺寸应根据塑件的成形的体积，塑件的壁厚，塑件的形状和所用塑料的工艺性能，注射速率和分流道长度等因素来确定。分浇道如图5.1所示：图5.

27、1 分浇道因ABS的推荐断面直径为4.59.5( 查模具结构形式与应用手册)，部分塑件常用断面尺寸推荐范围。分流道要减小压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，同时因考虑加工的方便性。分流道应考虑出料的流畅性和制造方便，熔融料的热量损失小，流动阻力小，比表面和小等问题，由于采用的是潜伏式二级分流道对热损失及流动提出了较高的要求，采用圆形的分流道，为了保证外形无浇口痕，浇口前后两端形成较大的压力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔体冷凝速度，保证熔融的塑料不回流，同时可隔断注射压力对型腔内塑料的后续作用，冷却后快速切除。同时它的效果与S浇注系统有同样的效果，有利于补塑。（4）

28、分流道的布局在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡两种，根据本模具的要求我们选取平衡式，也就是指分流道到各型腔浇口的长度，断面形状，尺寸都相同的布置形式。它要求各对应部位的尺寸相等。这种布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的，是成型的塑件力学性能基本一致。而且在此模具中不会造成份流道过长的缺点。5.4 浇口选择浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。其主要作用是：(1) 易于型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。(2)在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的0.030.09，浇口的长度约为0.5mm2mm，浇口具体

29、尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步纠正。当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内磨檫加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。浇口位置的选择：(1)浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值随塑料熔体的性质，温度，注塑压力等的不同而变化，所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。(2)浇口设置应有利于排气和补塑。(3)浇口位置的选择要避免塑件变形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔，在塑件顶部常留下明显的熔接痕

30、，而采用点浇口，有利于排气，整件质量较好，但是塑件壁厚相差较大，浇口开在薄壁处不合理；而设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生。(4)浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口时应考虑料流的方向，浇口数量多，产生熔接痕的机会很多。流程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数量。对于大多数框形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强度低，会形成明显的接缝，如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强度高。为了提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢流槽，是冷料进入溢流槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而

31、轮辐式浇口会使熔接痕产生。(5)浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。因点浇口在脱开时会伤塑件的内表面在这里是可以的，考虑到点浇口有利浇注系统的废料和塑件的脱离，所以选取用点绕口。由于闹钟后盖的侧内壁与闹钟芯存在一定的空隙，所以即使是在脱模的时候流在一定的浇口痕也不会影响装配。浇口套如图5.2所示： 图5.2 浇口套6 分型面的选择 塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则：（1）分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常

32、设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。（2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。 （3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。（4）分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯，此点可以不必考虑。分型面如图6.1所示：图6.1 分型面7 合模导向机构的设计导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以

33、必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导柱设在主型腔周围。导向机构的主要作用有：定位、导向和承受一定侧压力。定位作用：为避免装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机的精度限制，使导柱工作中承受一不定的导向作用。动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔，产生干涉而坏零件。由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断。对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行定位。导柱、导套零件如下图： 图7.1 导柱 图7.2 导套8 脱

34、模机构的设计在对闹钟后盖塑件进行脱模是必须遵循以下原则：(1)因为塑料收缩是抱紧凸模，所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模。因为塑件的壁厚的关系我们可以利用推板。(2)顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位，如加强筋，壁厚等处。作用面积尽可能大一些，以防止塑件变形和损坏。(3)为了保证良好的塑件外观，顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。将顶杆设计在塑件的内部型腔。(4)若顶出部位需设在塑件使用或装配的基准面上时，对不影响塑件尺寸和使用，一般顶杆与塑件接触处凹进塑件0.1mm；否则塑件会出现凸起，影响基面的平整。由于闹钟后盖为薄壁圆筒形塑件，用顶管、推板脱模机构和。为了缩短顶杆与型

35、芯配合长度以减少磨擦，可以将顶管配合孔的后半段直径减少，一般减少35mm.这是最常用的一种脱模机构，这些顶杆一般只起顶出作用。有时根据塑件的需要，顶杆还可以参加塑件的成型，这时可以将顶杆做成与塑件某一部分相同形状或作为型芯。顶杆多用T8AV、T10A材料，头部淬火硬度达50HRC以上，表面粗糙度取Ra值小于0.8微米，和顶杆孔呈H8/f8配合。顶杆如图5.5所示图8.1 顶杆9 温度调节系统的设计在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等，并且对生产效率起到决定性的作用，在注射过程中，冷却时间占注射成型周期的约80%，然而，由于各种塑料的性能和成

36、型工艺要求不同，模具温度的要求有尽相同，因此，对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上决定了塑件的质量和成本，模具温度直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件质量，而模具温度的高低取决于塑料结晶性，塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力、模塑周期等。影响注射模冷却的因素很多，如塑件的形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速、冷却管道的几何参数及空间布置，模具材料、熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度，塑件和模具间的热循环交互作用等。(1)低的模具温度可降低塑件的收缩率。(2)模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快，可降低塑件的翘曲变形。(3)对

37、结晶性聚合物，提高模具温度可使塑件尺寸稳定，避免后结晶现象，但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷。(4)随着结晶型聚合物的结晶度的提高，塑件的耐应力开裂性降低，因此降低模具温度是有利的，但对于高粘度的无定型聚合物，由于其耐应力开裂性与塑料的内应力直接相关，因此提高模具温度和充模，减少补料时间是有利的。(5)提高模具温度可以改善塑件的表面质量。在注射成形过程中，模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率，根据塑料的要求，注射到模具内的塑料温度为2000C左右，而从模具中取出塑件的温度约为600C，温度降低是由于模具通入冷却水，将温度带走了，普通的模具通入常温的水进行冷却，通过调节水的流量就可以

38、调节模具的温度因闹钟后盖使用的塑料是ABS，要求模温高，若模具温度过低则会影响塑料的流动性，增加剪切阻力，使塑件的内应力较大，甚至还出现冷流痕、银丝、注不满等缺陷。因此在注射开始时，为防止填充不足，充入温水或者模具加热。总之，要做到优质、高效率生产，模具必须进行温度调节。对温度调节系统的要求：(1)确定加热或是冷却；(2)模温均一，塑件各部分同时冷却；(3)采用低的模温，快速且大量通冷却水；温度调节系统应尽量结构简单，加工容易，成本低廉10。9.1 模具冷却系统的设计 根据模具冷却系统设计原则：冷却水孔数量尽量多，尺寸尽量大的原则可知，冷却水孔数量大于或等于3根都是可行的。这样做同时可实现尽量

39、降低入水与出水的温度差的原则。根据书上的经验值取4根，冷却水口口径为6mm. 另外，具冷却系统的过程中，还应同时遵循：(1)浇口处加强冷却；(2)冷却水孔到型腔表面的距离相等；(3)冷却水孔数量应尽可能的多，孔径应尽可能的大；(4)冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位，以防漏水；(5)进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在注塑机的背面；(6)冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处；(7)而且在冷却系统内，各相连接处应保持密封，防止冷却水外泄。冷却系统布局如图5.6所示。 图9.1 冷却系统9.2 模具加热系统的设计因在ABS要求的熔融温度为200。而且流动性能为中性，同时在注射时模具

40、温度要求为5070，所以该模具必须加热。模具加热方法包括：热水，热空气，热油及电加热等。由于电加热清洁、结构简单、可调节范围大，所以在该模具应用电加热。10 模具的装配装配模具是模具制造过程中的最后阶段，装配精度直接影响到模具的质量、寿命和各部分的功能。模具装配过程是按照模具技术要求和相互间的关系，将合格的零件连接固定为组件、部件直至装配为合格的模具。在模具装配过程中，对模具的装配精度应控制在合理的范围内，模具的装配精度包括相关零件的位置精度，相关的运动精度，配合精度及接触只有当各精度要求得到保证，才能使模具的整体要求得到保证。塑料模的装配基准分为两种情况，一是以塑料模中和主要零件台定模，动模

41、的型腔，型芯为装配基准。这种情况，定模各动模的导柱和导套孔先不加工，先将型腔和型芯镶块加工好，然后装入定模和动模内，将型腔和型芯之间垫片法或工艺定位器法保证壁厚，动模和定模合模后用平行夹板夹紧，镗投影导柱和导套孔，最后安装动模和定模上的其它零件，另一种是已有导柱导套塑料模架的。浇口套与定模部分装配后，必须与分模面有一定的间隙，其间隙为0.050.15毫米，因为该处受喷嘴压力的影响，在注射时会发生变形，有时在试模中经常发现在分模面上浇口套周围出现塑料飞边，就是由于没有间隙的原因。为了有效的防止飞边，可以接近塑件的有相对位移的面上锉一个三角形的槽，由于空气的压力的缘故可以更好的防止飞边。10.1

42、模具的装配顺序（1）确定装配基准；（2）装配前要对零件进行测量，合格零件必须去磁并将零件擦拭干净；（3）调整各零件组合后的累积尺寸误差，如各模板的平行度要校验修磨，以保证模板组装密合，分型面吻合面积不得小于80%，间隙不得小于溢料最小值，防止产生飞边。（4）在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便总装合模调整时检查；（5）组装导向系统并保证开模合模动作灵活，无松动和卡滞现象；（6）组装冷却和加热系统，保证管路畅通，不漏水，不漏电，门动作灵活紧固所连接螺钉，装配定位销。装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶，但应防止进入系统中；（7）试模：试模合格后打上模具标记，包括模具编号、合模标记及组装

43、基面。1)模具预热模具预热的方法，采用外部加热法，将铸铝加热板安装在模具外部，从外部向内进行加热，这种方法加热快，但损耗量大。2)筒和喷嘴的加热根据工艺手册中推荐的工艺参数将料筒和喷嘴加热，与模具同时进行。3)工艺参数的选择和调整根据工艺手册中推荐的工艺参数初选温度，压力，时间参数，调整工艺参数时按压力，时间，温度这样的先后顺序变动。4)注塑 在料筒中的塑料和模具达到预热温度时，就可以进行试注塑，观察注塑件的质量缺陷，分析导致缺陷的原因，调整工艺参数和其他技术参数，达到最佳状态。（8）模具的维护模具在使。那么优化设计的镶件和嵌件在这里就起到了很大的作用，只须更换个别已损坏的零件，不会导致用过程

44、中，会出现正常的磨损或不正常的磨损。不正常的损坏绝大多数是由于操作不当所致模具的彻底报废。最后检查各种配件、附件待零件，保证模具装备齐全，另外在装配过程中应严防零件在装配过程中磕、碰、划伤和锈蚀。装配滚动轴承允许采用机油进行热装，油的温度不得超过1000C。装配图如10.1所示：10.2 开模过程分析注塑机推动推杆垫板兼顶管垫板使动定模分开，在导柱导向的情况下，动定模顺利分型，同时拉料杆拉断浇口，使塑件在推板和顶管的作用下顺利脱出。闭合时，同样在导柱和导套的导向作用下通过顶柱使顶杆先于型腔复位。以免顶杆碰到型腔，损坏模具。图10.1 装配图11 结论文本以计算机为手段，专用模具分析设计软件为工

45、具设计模具。软件可直接调用数据库中模架尺寸，金属材料数据库及加工参数，通过几何造型及图形变换可得到模板及模腔与型芯形状尺寸迅速完成模具设计。模具CAD技术是模具传统设计方式的革命，大大提高了设计效率，尤其是系列化或类似注射模具设计效率更为提高。致谢通过对闹钟后盖塑料成型模具的设计，对常用塑料在成型过程中对模具的工艺要求有了更深一层的理解，掌握了塑料成型模具的结构特点及设计计算方法，对独立设计模具具有了一次新的锻炼。在模具制造的加工工艺，来编写加工工艺卡片。总之，通过毕业设计的又一次锻炼完全清楚：充分利用CAD技术进行设计，在模具符合使要求的前提下尽量降低成本。同时在实际中不断的积累经验，以设计出价廉物美的模具。参考文献1许发樾，模具结构形式与应用手册.机械工业出版社2王爱玲，SolidWorks模具设计基础与进阶. 机械工业出版社,20073李建军，模具设计基础及模具CAD. 机械工业出版社,20054何建中.CAE技术在